Курсовая. Задание на курсовую работу 2 Выбор принципиальной схемы выходного каскада 3

• Название: Задание на курсовую работу 2 Выбор принципиальной схемы выходного каскада 3
• Дата: 30.06.2021
• Размер: 312.24 Kb.
• Имя файла: Курсовая.docx
• Тип: Документы; #222674

Оглавление

Задание на курсовую работу 2

Выбор принципиальной схемы выходного каскада 3

Выбор режима работы по постоянному току и построение линии нагрузки выходных транзисторов 5

Выбор предвыходных транзисторов и режимов работы их по постоянному току 7

Определение основных параметров выходного каскада 9

Расчет элементов межкаскадной связи 12

Заключение 13

Список литературы 13

Задание на курсовую работу

Основной целью курсовой работы является владение методикой и навыками инженерного расчета бестрансформаторных выходных каскадов (усилителей мощности) переменного тока на транзисторах. Выходной каскад должен быть спроектирован как функционально законченное устройство с минимальным числом источников питающих напряжений. В нем необходимо предусмотреть контрольные точки для измерения токов и напряжений в наиболее характерных узлах схемы.

Результаты выполнения курсовой работы представляются в виде пояснительной записки и схемы электрической принципиальной рассчитанного усилителя.

Таблица с номером варианта:



Таблица №1 Номер варианта

Выбор принципиальной схемы выходного каскада

Рис.1 Бестрансформаторный выходной каскад на транзистора с диодно-резистивной регулирующей цепочкой

Необходимо учесть коэффициент усиления по напряжению бестрансформаторного выходного каскада меньше единицы и обычно лежит в следующих пределах:

0,85..95

Выбор выходных транзисторов
- Амплитудное значение коллекторного напряжения транзистора.

Где, – эффективное значение напряжения на нагрузке

– амплитуда коллекторного тока транзистора VT3(VT4)

– мощность, выделяемая каскадом на нагрузке

– необходимое напряжение источника питания.

Ом - внутренне сопротивление транзистора в режиме насыщения

– Ориентировочная мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора.

Выбираем транзисторы VT3 (VT4): КТ816А-Г

Первым этапом проверяем, удовлетворяют ли предельно-допустимые параметры транзисторов следующей системе неравенств:



Если да, то переходим ко второму этапу, на котором проверяют могут ли данные транзисторы при наибольшей температуре своих корпусов (коллекторов) рассеивать мощность, не меньшую, чем . Для этого рассчитаем:


Где - максимальная температура коллекторного перехода; – верхнее значение температур.

Если оказывается, что:

Выбор режима работы по постоянному току и построение линии нагрузки выходных транзисторов

Если это условие не выполняется, то необходимо подобрать транзистор с меньшим значением обратного тока коллектора.





Рис. 2. Выходные статические характеристики транзистора VT3, VT4 (КТ816А-Г)

Амплитудное значение тока базы:

=0,078-0,0023= 0,076 А



Рис. 3. Входные статические характеристики транзистора VT3,VT4 (КТ816А-Г)

Амплитудное значение напряжения на базоэмиттерном переходе

= 1,61-0,712=0,898 В

Входное сопротивление базоэмиттерного перехода транзистора VT3 (VT4):



Номиналы резисторов R3 и R4:

Выбор предвыходных транзисторов и режимов работы их по постоянному току

Ток покоя эмиттера транзисторов VT1 (VT 2)



Амплитудное значение тока эмиттера транзисторов VT1 (VT 2)



Соответственно амплитудное значение тока коллектора

, так как коэффициент передачи тока эмиттера близок к единице.

Выбрали транзистор: КТ818-Г

Транзисторы подходят, если выполняются неравенства:









Для построения линии нагрузки по постоянному току транзисторов VT1 (VT 2) выбирают следующие координаты точек и :



, где



Рис. 4. Выходные статические характеристики транзистора VT1,VT2 (КТ818-Г)



Рис. 5. Входные статические характеристики транзистора VT1,VT2 (КТ818-Г)

Амплитудное значение тока базы:



Амплитудное значение напряжения на базоэмиттерном переходе:

Определение основных параметров выходного каскада

Входное сопротивление базоэмиттерного перехода транзистора VT1 (VT 2)

Входные сопротивления верхнего и нижнего плеча выходного каскада в силу комплементарности транзисторов можно считать одинаковыми, поэтому входное сопротивление выходного каскада



Амплитудное значение входного напряжения:



Требуемое падение напряжения на диодах VD1, VD2:



Если величина напряжения получается в пределах (0,8... 1,6)B, то можем обойтись двумя диодами.

Требуемое значение тока через цепочку диодов:



Сопротивление делителя напряжения:



Входные сопротивления верхнего и нижнего плеч каскада с учетом шунтирующего действия резисторов R1 и R2:



Среднее значение коэффициента усиления по напряжению выходного каскада:



Среднее значение амплитуды входного тока выходного каскада



Мощность сигнала на входе выходного каскада:



Коэффициент полезного действия всего каскада



Уточненное значение мощности, рассеиваемой одним транзистором VT3 (VT 4)



Тепловое сопротивление корпус—среда:





Где , Вт — коэффициент теплоотдачи.

Расчет элементов межкаскадной связи

Целью данного расчета является определение величин емкостей разделительных конденсаторов C1 и C2.

Наличие указанных реактивных элементов приводит к завалу амлитудно-частотной характеристики усилителя в области низких частот и, соответственно, к возникновению сдвига фаз между сигна- лами до и после разделительных емкостей.

Обозначим фазовый сдвиг, вносимый разделительным конден- сатором C1 через 31, а фазовый сдвиг, вносимый разделительным конденсатором C2 через 32 . Согласно заданию на работу, общая ве- личина фазового сдвига сигнала в выходном каскаде не должна превышать допустимую . Обеспечить это требование можно, правильно распределив допустимые значения фазовых сдвигов, вносимых разделительными конденсаторами C1 и C2.

На практике фазовый сдвиг , вносимый конденсатором C2, трудно сделать малым из-за небольшой величины сопротивления на-

грузки. Для минимизации величины емкости конденсатора C2 принимают:





Емкости разделительных конденсаторов рассчитывают по формулам:

Заключение

Выполнив, данную курсовую работу, я научился рассчитывать параметры двухтактного усилителя частоты и пользоваться различными справочниками радиоэлементов.

Список литературы

1. 
   Данилов, А. А. Прецизионные усилители низкой частоты.
   
2. 
   Завражнов, Ю. А. и др. Мощные высокочастотные транзисторы. — М.: Радио и связь, 1985.
   
3. 
   Рейх, Г. Дж. Теория и применение электронных приборов. — Л.: Госэнергоиздат, 1948..
   
4. 
   Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. Том II. — 12-е изд.. , 2007. 
   
5. 
   Цыкин, Г. С. Электронные усилители. — 2-е изд. — М.: Связьиздат, 1963. 
   
6. 
   Лабутин, В. К. Усилитель класса D. — М.: Госэнергоиздат, 1956. 
   
7. 
   Лившиц, И. И. Транзисторные усилители в режиме D.  1973. 
   
8. 
   Джонс, М. Ламповые усилители. — М.: ДМК-Пресс, 2007.